电磁场课件--第三章光波导.ppt

文档介绍：§ 光波导
光波导是一个统称，光导纤维（光纤）是目前在信息技术中应用最广泛的导波机构。
光波导属于介质波导，利用两种介质边界条件导引光波的传输。
光纤与一般微波段使用的介质波导相比，其工作频率要高得多（光波长为微米级），横截面的尺寸也小得多，所以称其为光导纤维，简称为光纤。
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一 光纤的结构型式及导光机理
二 单模光纤的标量近似分析
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光纤的结构
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多芯光缆
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一 光纤的结构型式及导光机理
1 光纤的基本结构
光纤是在圆形介质波导的基础上发展起来的导光传输系统。
光纤是由折射率为n1的光学玻璃拉成的纤维作芯, 表面覆盖一层折射率为n2(n2<n1)的玻璃或塑料作为套层所构成, 也可以在低折射率n2的玻璃细管内充以折射率为n1(n2<n1)的介质。
包层除使传输的光波免受外界干扰之外, 还起着控制纤芯内传输模式的作用。
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光纤结构参数
几何参数：芯线的半径，包层的半径
介质参数：芯线折射率n1，包层的折射率n2
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光纤分类
光纤按组成材料可分为石英玻璃光纤、多组分玻璃光纤、 塑料包层玻璃芯光纤和全塑料光纤。
按折射率分布形状可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。
按传输模式可分为多模光纤和单模光纤。
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2 全反射与光纤导光机理
光波作为一种电磁波波长非常短，在空间传播可以用直线来描述。
在界面上反射折射可以用光线满足反射、折射定律来描述。
芯线和包层折射率满足条件，光线就会以全反射的形式在光纤中传播。
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3 描述光纤的特性参量
描述光纤的基本参数除了光纤的几何参数和介质参数外, 还有光波波长λg、光纤芯与包层的相对折射率差Δ、折射率分布因子g以及数值孔径NA等为了描述光纤特性定义的特性参数。
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